导读： 1 我国发展煤转化的必要性 煤炭是我国的重要能源，煤炭探明储量为1145亿t，储采比为93。按同等发热量计算，相当于目前已探明石油和天然气储量总和的17倍。同时，煤炭也是最廉价的能源。我国是发展中国家，又是能源消费大国，充分利用相对
1 我国发展煤转化的必要性 煤炭是我国的重要能源，煤炭探明储量为1145亿t，储采比为93。按同等发热量计算，相当于目前已探明石油和天然气储量总和的17倍。同时，煤炭也是最廉价的能源。我国是发展中国家，又是能源消费大国，充分利用相对丰富的煤资源进行煤转化是十分必要的。 随着我国经济的快速发展，拉动了对原油需求的快速增长，主要体现在原油进口量增长，原油对外依存度加大，已对我国能源供应安全构成威胁。2007年，我国生产原油1.87亿t，同比增长1.6%；原油表观消费量达到3.46亿t，同比增长7%；产量不能满足市场需求，实际进口原油1.63亿t，比上年增长12%，原油对外依存度47.2%左右，同比增加3个百分点。 为了缓解经济发展对石油需求的压力，通过煤转化可增加液体燃料和化工产品的供应能力。有效地解决我国石油供应不足和石油供应安全问题。 此外，煤转化生产烯烃等化工产品能够提高我国石化产品的自给率。因此，我国发展煤转化是必要的。 2 我国煤转化所处阶段的基本判断 2.1 国家政策更加稳健推进 为了使煤转化持续、健康地发展，国家先后出台了五个方面政策及规划。一是在2006年7月，国家发改委对煤化工项目限制审批规模做出规定：不再批规模在300万t／a以下煤制油项目、100万t／a以下甲醇和二甲醚项目、60万t／a以下煤制烯烃项目；二是在2006年7月发改委下发了《关于加强煤化工项目建设管理，促进产业健康发展的通知》：三是2006年底发布了《煤化工中长期发展规划》(征求意见稿)，该规划强调：煤化工发展不仅要考虑煤资源合理利用，还要考虑到环境容量、水资源及市场等制约因素；煤化工发展须符合国家节能减排工作要求，要从全生命周期的角度全面评价煤化工产品能源利用效率和二氧化碳排放对环境的影响。四是在2007年11月国家出台《煤炭产业政策》，明确指出：在水资源充足、煤炭资源富集地区适度发展煤化工，限制在煤炭调入区和水资源匮乏地区发展煤化工，禁止在环境容量不足地区发展煤化工；五是2008年8月4日发改委又下达了关于《加强煤制油项目管理有关问题的通知》(2008：1752号)。 2.2 煤炭将在能源结构中长期保持基础性地位 煤在我国能源结构中占2／3的比例。预计我国2010年和2020年石油对外依存度，分别达到50%以上和60%：天然气将分别达到20%和50%。煤炭在我国能源消费中将长期保持基础性地位。预测2010年煤炭在能源消费中所占比例仍将占68.3%左右，到2050年也不会低于50%。EIA对我国能源需求结构的预测见表1。 2.3 需规模化经营 由于煤制油项目属于资本密集型产业，投资大.一般固定资产投资占产品成本的50%以上，所以需要规模化经营才能产生效益。在煤制油项目中，国家发改委批准了兖矿集团、神华集团和潞安集团等煤制油工业化示范项目。在煤化工项目中，目前在建的新型煤化工项目有30项，总投资达800多亿元，新增产能甲醇850万t／a，二甲醚90万t／a，烯烃100万t／a。 2.4 直接法和间接法转化在能源利用上存在差异 理论上讲，煤制甲醇、二甲醚、柴油的能源利用效率之比依次是1：0.714：0.438。其中，煤制甲醇的能量利用率只有32%-42%。 以煤制油为例：直接法煤制油，煤烃转换系数(折合标准煤，包括原料、燃料、动力总能耗)为3.5：1，即3.5t煤转换成1t油。据美国标准局热当量换算公式，石油与标准煤的热当量比为1：1.4286。以此测算，煤热能转化率28.6%，即有71.4%的热能在煤制油的过程中被消耗掉。间接法煤制油工艺，煤烃转换系数为3.8：1，煤的热能转化率只有26.9%。煤间接加氢液化制油，制造每吨成品液体燃料的能耗是约3.8t标准煤。 2.5 煤转化的核心技术仍由国外掌握 煤转化的核心技术仍由国外掌握，主要有壳牌粉煤气化、德士古水煤浆气化和GSP。煤化工关键在于大型甲醇合成技术和甲醇制烯烃技术。目前，国内煤制油和煤制烯烃项目都还处在建设阶段，并没有投入商业运营。 2.6 煤转化的水消耗量大 根据Sasol数据，间接法煤制油每吨产品要消费原煤3.8t左右，耗用新鲜水15t。每生产1t甲醇要耗水17t；每生产1t二甲醚要耗水14t；每生产1t合成氨要耗水14-18t；每生产1t煤制油要耗水15t以上。 2.7 要统筹考虑环保 煤制烯烃项目(不含热电站)与石脑油制乙烯项目废气和废液排放总量相当。60万t／a煤制烯烃和120万t／a石脑油制乙烯三废排放比较见表2。CO2排放总量：煤制烯烃项目(不含热电站)为378万t／a，折合每吨轻烯烃的C02排放量为6.3t；石脑油乙烯为146万t／a，折合每吨轻烯烃的CO2排放量为1.22t。 废固：煤制烯烃的废固排放量远大于石脑油制烯烃。主要是以煤为原料产生的灰渣排放量大；煤制烯烃每吨轻烯烃废催化剂、干燥剂等废固和污泥排放量分别是石脑油制烯烃1.6和2.5倍。 综合以上7个方面的分析，我国在煤转化，如：煤制油(包括煤直接液化和间接液化)、煤制甲醇、二甲醚、烯烃等的研发和工程总体上还处于工业示范阶段；煤转化能否实现可持续发展取决于：能源利用水平、煤炭液化技术、产品市场、经济效益和环保等方面。 3 煤转化对炼化的竞争力 3.1 煤转化布局要合理 我国煤炭区域分布并不均衡，山西、内蒙古、陕西、新疆、贵州、宁夏、安徽、云南、河南、山东、黑龙江等省煤炭储量和产量占全国的绝大部分，今后大型煤化工产业将向这些省份集中。 由于煤炭资源区域分布和水资源区域分布存在不一致性，从水资源储量情况看，上述煤炭大省中，云南、贵州、新疆、黑龙江等省水资源较为丰富，但地质条件恶劣，采煤成本高。从国家全局看，煤转化应该在煤资源落实，水资源充足、外运困难的地区门(非中东部)适度发展。 3.2 要充分考虑原料价格对项目的影响 煤炭价格的不断攀升。据国家统计局：煤炭价格自2000年开始连续7年大幅上涨，2004年和2005年涨幅分别达到30.20%和28.74%，2008年煤炭合同平均涨价幅度达到10%。最新公布：4月份国内原煤出厂价格上涨20.9%。 油煤比价是影响煤炭转化项目竞争性的关键因素。近年来，煤炭价格与原油价格均呈上升趋势，但二者的上涨幅度不同。例如，原油价格近九年的年均上涨率为7.1%，而煤炭价格年均上涨率仅为4.4%，导致煤价与原油价格差距不断拉大。对煤制油项目来说，如果不考虑其他因素，上述煤炭价格的差距将使产品的生产成本相差300元／t。对煤制聚烯项目来说，聚烯烃项目每吨产品需要5.751煤，吨乙烯单耗2.97t，石脑油(乙 丙)1.46t。当煤炭价格为90元／t时，煤基聚烯烃的原料费用只是乙烯厂的1／3：煤炭价格为200元／t时，则煤基聚烯烃的原料费用将上升至乙烯厂的2／3。 3.3 要充分研究产品市场 从炼油产品市场供应角度分析。我国成品油需求旺盛，特别是夏季成品油需求更加高涨，当前煤制油技术作为对炼油工业的一种补充，其生产的汽柴油质量高。特别是间接法生产的柴油，由于不含硫，不含芳烃，无色无味，十六烷值73的柴油馏分可高达65%左右，与现有炼油厂的柴油馏分混合，可以缓解炼油厂柴油质量升级的压力，并且可以利用现有的油品储运销售系统。此外，我国是世界上最大纺织品生产国，由于聚酯需求增长迅速，芳烃产品的进口需求将5—10年内强劲，预计对二甲苯到2010年净进口量将超过250万t／a。苯将在世界范围内供不应求，所以，我国煤转化宜多生产柴油和芳烃，其市场空间大，且相对价格呈上升趋势。 从化工市场分析，以甲醇为例。煤基甲醇的生产成本与其他原料路线相比具有竞争性；我国煤矿大多集中在中西部，若产品需长途运达目标市场，宜将甲醇就地转化为附加值高的产品。 3.4 要注重投资经济性 根据不完全统计，煤制油项目单位投资大约是炼油厂单位投资的5—10倍。一般新建炼油厂投资约为1100—1400元／t；煤制油单位产品投资约1.3万元／t，约是常规炼油项目10倍。炼油厂与煤制油项目的单位投资比较见表3。 根据不完全统计，一般每万吨产品装置投资大型乙烯厂单位乙烯应为5000万元，而煤制烯烃项目为1.5亿—2.5亿元，煤制甲醇投资约为0.4万-0.5万元/t，煤气化一步合成二甲醚投资约为0.6万-0.8万元／t。所以，只有石油与煤价比达到一定程度，煤转化代油才能显示出良好的经济性。 综上所述，煤制烯烃现在尚无工业装置运行经验，有望形成产业规模替代石化产品；但是短期内，煤制烯烃不可能取代石脑油制烯烃，将来可作为石油化工的有益补充，最终两者将形成互补和良性发展的格局。 4 结束语 煤转化对保障我国能源供应安全具有战略意义，但由于项目投资高，存在技术、环保和耗水大等影响因素，目前我国煤转化仍处在工业示范阶段，对炼化行业影响较小，可作为石油化工的有益补充。 作者简介：边钢月(1963—)，男，河北省人，高级工程师，现从事石油化工咨询工作。
煤炭能源转化
